Corina Tarnita가 신진 수학자 였을 때, 그녀는 수학이 깜박 거리는 것에 대한 관심을 불 태워 버릴 것입니다. 소녀로서 그녀는 1999 년부터 2001 년까지 3 피트를 획득 한 루마니아의 수학적 수학적 올림피아드를 습격하여 하버드 대학교로 학부생으로 직접 대학원에 진학하여 순수한 수학에 대한 질문을 공부했습니다.
그리고 갑자기 10 년 전, 더 이상 재미 있지 않았습니다. "나는 여전히 문제를 해결하는 데 쫓겨날 것"이라고 그녀는 말했다. "문제는 그것이 단지 자아 차기인지 여부입니다."
타르니 타는 믿음의 위기에 직면 한 그녀의 미래가 몇 가지 길로 좁아 졌다고 느꼈습니다. 그녀는 은행에서 일하는 겸손한“Quant”직업을 제공 받았다. 그녀는 쉬는 시간을 보낼 수있었습니다. 그리고 그녀는 도서관에서 evolutionary dynamics :Life의 방정식 탐구라는 다채로운 표지를 가진 흥미로운 책을 발견했습니다. 이 책의 저자 인 수학적 생물학자인 Martin Nowak은 하버드에서도 편리했습니다. 같은 주에 그녀는 일자리를 결정해야했고, 그녀는 그에게 만나라고 요청하는 이메일을 보냈습니다.
회의는 그녀의 삶을 바꿨습니다. Tarnita는 그 일을 거절하고 Nowak과 함께 박사 학위를 마쳤습니다. (그녀는 박사 학위를 취득한 지 1 년 만에 박사 학위를 취득했습니다.) 그녀는 그와 전설적인 생물 학자 인 Edward O. Wilson과 함께 프로젝트를 시작하여 2010 년 자연을 이끌었습니다. 개미와 흰개미와 같은 협력 곤충의 진화에 관한 논문. 2013 년부터 그녀는 Princeton University의 교수진으로 수학적 도구를 사용하여 생물학을 계속 연구했습니다.
Tarnita는 들판을 전환 한 이래로 살아있는 것들이 어떻게 다양한 규모의 패턴으로 자신을 조율하는지에 대한 그녀의 작품을 집중 시켰습니다. 때때로 자연 선택의 힘은 개인에게 견딜 수 있습니다. 다른 경우에는 개미 식민지와 같은 유닛에서 행동합니다. 슬라임 곰팡이와 같은 다른 집단 유기체는 전체와 개인 모두에게 진화론 적 압력과 경쟁해야합니다. 그리고 아프리카 사바나와 같은 더 큰 시스템에서 진화는 구성 요소 부분을 형성하지만 전체는 아닙니다. 그녀는“소규모에서 대규모까지, 자연이 같은 규칙을 사용합니까?”
Tarnita가 탐구하는 모든 패턴 중에서 가장 매혹적으로 수수께끼의 수수께끼 중 하나는 요정 원입니다. 피자에 페퍼로니 슬라이스처럼 나미비아의 초원을 점유하는 불모의 둥근 패치입니다. 그들은 75 년 동안 지속될 수 있지만 그들의 원인은 뜨거운 논쟁을 벌였다. 일부 과학자들은 흰개미 식민지가 베어 서클을 건설하고 유지한다고 주장하는 반면, 다른 과학자들은 건조한 풍경을 가로 질러 물을 놓고 싸우는 식물에서 그들을 비난한다고 주장합니다. 1 월에 Tarnita와 그녀의 동료들은 Nature 에 기사를 출판했습니다. 그것은 타협을 제안했습니다. 두 과정이 서로 다른 척도로 작용하면 생태계에서 관찰 된 패턴을 각인 할 수 있습니다.
그녀의 다른 프로젝트들 중에서, Tarnita는 여전히 요정 서클을 이해하기 위해 노력하고 있습니다.이 요정들은 언젠가 환경 과학자들이 생태계가 사막으로 무너지기 직전 (또는 특히 탄력적 인 경우)에있는 경우 위성 이미지에서 알릴 수 있습니다. Quanta 그녀와 함께 그녀의 초기 수학, 그녀의 경력 아크 및 현재 연구에 대해 물어 보았습니다. 인터뷰는 명확성을 위해 압축되고 편집되었습니다.
최근에 다세포 유기체와 같은 시스템이 개별 단위에서 어떻게 진화하는지 더 잘 이해해야한다고 주장했습니다. 이런 종류의 연구 프로그램은 어떻게 생겼습니까?
모든 종류의 시스템에 대해 생각하면 계층 적 조직은 어디에나 있습니다. 비슷한 유닛이 어떻게 든 새로운 레벨을 만들기 위해 결합되어 있습니다. 단일 세포로 형성된 인간 사회, 개미 사회, 얼룩말, 영장류 또는 다세포 유기체이든, 이러한 조합은 본질적으로 많이 발생합니다. 나는 자연이 어떻게 단순하고 비슷한 개인을 다른 일을 할 수있는 새로운 수준으로 어떻게 조직하는지 이해하려고 노력하고 있습니다.
예를 들어, 당신은 단일 세포 유기체 일 것입니다. 당신은 포식자에 의해 먹었고, 그 포식자는 당신만큼 크지 만 더 크지 않은 입을 가지고 있습니다. 단일 셀처럼 너무 커질 수 없으므로 유일한 선택은 다른 셀과 함께하는 것입니다. 당신은 몇 가지 다른 방법으로 그렇게 할 수 있습니다. 한 가지 방법을 찾으면 다른 방법을 찾지 못하게합니까? 무언가에 대한 간단한 해결책을 찾으면 최상의 솔루션이 아닐 수도 있습니다. 진화가 반드시 최적화 제가는 아닙니다. 땜장이입니다. 사고로 인해 얼마나 많은가?
당신은 신동의 무언가로 시작했습니다. 수학에서 어떻게 시작 했습니까?
우리 엄마는 재료 과학 교수이자 엔지니어이며 수학을 매우 좋아합니다. 그녀는 항상 다음과 같이 접근했습니다. 수학은 언어입니다. 다른 언어와 마찬가지로, 일찍 시작할수록 더 잘할 수 있습니다. 그녀는 나를 정말 일찍 시작했습니다. 우리가 이야기 한 모든 것 (어릴 때 좌절감에 대한 모든 것은 일종의 수학을 가졌습니다. 그러나 나는 그것이 정말로 나를 잘 섬겼다 고 생각합니다.
언제 수학적 올림피아드에서 우승을 시작 했습니까?
6 학년 때 나는 이겼고 나는 매우 기뻤습니다. 내가 기억하는 것은 일반적으로 수학을하는 것에 대해 그것에 대해 매우 침착하다고 느꼈습니다. 6 학년은 이것이 재미 있음을 깨닫게 만들었습니다. 이것은 훌륭합니다. 나는 이것을 계속할 것입니다. 9 학년은 내가 정말로 계산의 순간을 가졌던 시간이었습니다. 엄마가 오랫동안 격려 해 왔기 때문에 나는 그것을하고 있었습니까? 수학이 될까요? 대답은 그렇습니다. 그 해에 승리는 가장 의미가있었습니다.
대학원에서, 당신은 또 다른 계산의 순간을 겪은 다음 세계에서 가장 유명한 생물 학자 E.O.와 함께 일하게되었습니다. 윌슨. 그 경험은 어땠습니까?
나는 항상 내가 참여하지 않은 많은 들판의 자이언츠를 행복하게 알지 못했습니다. 나는 E.O. 윌슨. 앤드류 와일즈 (Andrew Wiles) 나 수학 자이언트를 만나는 것과는 다릅니다. 내가 프린스턴에 왔을 때, 나는 존 내쉬 (John Nash)를 만났고 나는 거의 압도적이라고 느꼈다. 내가 실제로 그에게 아무 말도하는 것은 어려웠습니다. 너무 이상했습니다. 하지만 에드와 함께 오, 그는 놀랍게 들린다. 나는 그를 만나고 싶다. 그리고 이것이 어디로 가는지 보자.
그러나 나는 원래 예상했던 것보다 훨씬 더 많은 것을 얻었습니다. 나는 진정한 생물학자인 사람, 현장에서 시간을 보낸 사람, 좋아하는 유기체를 가진 사람과 일한 적이 없었습니다. 몇 시간 동안 그는 개미에 대해 이야기하고 가장 놀라운 이야기를 들려 줄 수있었습니다. 그는 내가 생물 학자라는 것을 깨달았습니다.
프린스턴에 가서 윌슨의 리드를 따랐으며 계속 돌아올 사회 곤충을 발견 한 것 같습니다. 흰개미에 어떻게 들어 갔습니까?
나는 사회적 행동의 진화와 협력과 같은 진화론적인 질문을보고있었습니다. 나는 프린스턴으로 이사했고 행동을 이해하기 위해 생태학을 이해해야한다는 것을 깨달았습니다. 그것이 내가 흰개미에 관심을 갖기 시작했고 공간적으로 스스로 조직하는 방식입니다.
흰개미는 죽은 물질을 무너 뜨립니다. 그들은이 모든 영양소를 시스템에 방출하고 마운드에서 그렇게하므로 식생이 훨씬 나아집니다. 더 많은 도마뱀이 있고 거미가 더 많고 메뚜기가 더 있습니다.
가장 가까운 공동 작업자 중 한 명인 Rob Pringle은 케냐에서 일하는 시스템에서 흰개미 마운드가 균등 한 것으로 나타났습니다. 흰개미 마운드가 Savanna 전체에 걸쳐 이와 동일하게 분포되어 있다는 사실은 해당 마운드의 다른 무작위 분포보다 시스템의 생산성을 향상 시켰습니다.
이것은 흥미로울 수 있습니다. 작은 흰개미가 어떻게 우주에서 볼 수있는 수백, 때로는 수천 킬로미터로 갈 수있는이 놀라운 공간 패터닝을 만들 수 있습니까? 무엇이 그것을 운전합니까? 시스템은 진화하지 않습니다. 다세포 유기체와는 다릅니다.
그래서 어떻게해야합니까?
그들은 자원에 대한 강력한 경쟁으로 인해 서로를 마무리합니다. 두 개의 다른 식민지가 서로 만나면 죽음에 맞서 싸울 것입니다. 그들은 서로 분리되는 것을 좋아하기 때문에이 중 6 진 꿀벌 유형 패턴을 만듭니다.
Science 의 Pringle과 함께
2015 년, 그리고 연례 곤충학 검토 에서 그와 함께 올해, 당신은 생태계가 실패한다는 것을 의미하는 비슷한 외모 패턴에서 건강한 생태계를 나타내는 흰개미 마운드로 인한 이런 종류의 녹색 섬을 분리하는 것이 중요하다고 주장합니다. 이 두 번째 종류의 패턴을 안내해 주시겠습니까?
Alan Turing에 대해 알고 있습니까? 튜링은 형태 학적 패턴에 사로 잡혔다. 호랑이가 줄무늬가있는 이유는 무엇입니까? 표범에는 왜 반점이 있습니다. 그는 Activator In-Hibitor 시스템을 만들었으며 사람들이 식생을 위해 고용 한 매우 우아한 시스템입니다.
Turing-Type 패턴은 강우량이 많을 때 세상은 잘 지낸 잔디밭처럼 보일 것이라고 말합니다. 강수량을 잃기 시작하면 바이오 매스를 잃기 시작하지만 바이오 매스를 잃는 방식은 매우 예측 가능한 방식입니다. 내가 가장 먼저 볼 수있는 것은 정기적 인 식물의 틈새처럼 보이는 것입니다. 강수량을 계속 줄이면서 이러한 격차는 아름다운 미로처럼 보이는이 미로 같은 패턴을 형성하기 시작합니다. 강수량을 계속 줄이면서 그 차이는 더 많은 지점으로 뻗어 있습니다.
그리고 당신이 반점과 같은 무대에 도착한 직후, 당신이 계속 강수량을 잃어 버리면, 당신이 볼 수있는 바로 그 것은 사막입니다. 당신은 치명적인 붕괴라고 불리는 것을 가지고 있습니다. 당신은 즉시 모든 것을 잃습니다.
나는이 패턴을 흰개미 마운드로 형성된 건강한 패턴과 비교한다면, 나에게 동일하게 보일 것인가? 우리는 단지 패턴의 사진을보고 어떤 모양이 나쁜지 말할 수 없습니다.
흰개미와 식생은 케냐의 사이트와 같은 곳에서 녹색 반점을 만들 수 있습니다. 이 같은 두 가지 요소는 나미비아의 신비한 요정 원에 대한 큰 경쟁 이론으로 간주됩니다. 그러나 요정 서클이 거의 반대 인 것 같습니다. 초원에서 맨손으로 패치. 한 시스템에서 다른 시스템으로 어떻게 이동할 수 있습니까?
흰개미는 다양한 마운드 유형을 만듭니다. 우리는 항상 그들이 식생 섬처럼 보일 것으로 기대하지는 않았습니다. 때때로 당신은 그들이 성처럼 보이기를 기대하기 때문에 사진에서 아마도 맨손으로 보일 것입니다.
우리의 프레임 워크가 말한 것은 같은 시스템에 흰개미와 식생이있을 때 둘 다 조직하고 있다는 것입니다. 둘 다 원칙적으로 동시에 발생하는 프로세스입니다. 그래서 우리가 요청한 것은 다음과 같습니다.이 두 프로세스가 실제로 두 가지 매우 다른 척도에서 발생한다면 어떻게해야합니까? 그것은 좋을 것입니다.
한 척도에서 흰개미가 지배하는 매우 큰 패턴을 얻어야합니다. 그러나 우리가 정말로 확대하고 원들 사이를보기 시작하면 튜링 모델에 의해 예측 된 소규모 패턴이 보일 것입니다. 우리는 학생들을 나미비아로 보냈고 그들은 식생 사진을 찍었고 그것을 좋아했습니다. (우리가 가장 이국적인 장소에서 가장 이국적인 프로젝트를하면 매우 행복 할 것입니다.) 우리는 두 가지 패턴을 발견했습니다. 흰개미는 기본적으로 요정 원의 큰 패턴을 주도하지만 식생도 자체 구성하고 있으며 작은 지점을 만들기 때문에 큰 원을 만들 수 없었습니다. 우리는 이제 이것을 진정시키기 위해 실험을 시작하고 싶습니다.
다른 스폿 패턴의 원인을 더 일반적으로 원인을 이해하면 기후 변화에 직면하여 생태계가 어떻게 진행되고 있는지 위에서 진단하는 아이디어는 무엇입니까?
우리는 이것이 모든 것에 대한 답이 될 것이라고 생각하는 데 농담하지 않습니다. 우리는 보존상의 이유로 어떤 식 으로든 이것을 사용할 수 있기를 원하기 때문에 이것을 이해하고 싶습니다. 그러면 이것이 주목할만한 더 넓은 감각이 있습니다.
우리가 원하는 것은 몇 가지 예측 도구입니다. 우리에게 패턴은 복잡한 시스템에 약간의 희망을 가지고 있습니다. 아프리카 사바나는 모든 복잡성을 가진 아프리카 사바나가 놀랍도록 규칙적인 패턴을 보여줄 것으로 기대합니까? 너무 지저분하고 많은 차원과 요소를 가진 것에서 놀라운 대칭을 찾는 것은 이미 놀라운 놀라움입니다. 우리는 대칭이 그 시스템에서 일이 어떻게 작동하는지에 대해 우리에게 무언가를 가르쳐 줄 수 있기를 바랍니다. 모든 것이 아니라 어떤 것들.
